Опоры ходовых винтов

Винтовые передачи должны обладать высокой жесткостью в осевом направлении. Жесткость обеспечивается как беззазорным исполнением пары винт — гайка, так и специальным конструктивным оформлением опор ходовых винтов. На рис. 1 представлены опоры ходового винта привода гайки 12 продольного перемещения станка.

В обеих опорах используют комбинированный подшипник, совмещающий в себе функции игольчатого радиального и двустороннего упорного роликового.

Рис. 1. Жесткие опоры с предварительным натягом ходового винта

Подшипник состоит из опорных колец 2 и 5, роликов 3 и 7 в пластмассовых сепараторах, наружной обоймы 6 и иголок 5 в стальном сепараторе. В осевом направлении подшипник дуплексирован. При создании натяга в опоре гайкой 1 невозможно превысить ту величину, которую обеспечил завод-изготовитель, так как осевая нагрузка воспринимается кольцом 2, роликами 3, обоймой 4, роликами 7, кольцом Я, промежуточной втулкой 9, опорным буртом винта и одновременно внутренней обоймой 6, ограничивающей сближение колец 2 и 8. Смазка в опору подается через отверстие в обойме 4.

Дополнительная особенность данной конструкции состоит в том, что затягивание гайки 11 при отпущенной гайке 10 приводит к растяжению ходового винта. Такое растяжение можно использовать для выпрямления оси винта, чтобы ликвидировать провисание его от действия сил тяжести и уменьшить радиальное биение винта. Кроме этого, повышается осевая жесткость винта. Следует учитывать, что чрезмерное растяжение может привести к возникновению положительной накопленной ошибки шага на всей длине винта. Усилие в 40 000 Н растягивает винтовую пару диаметром 50 мм и длиной 2000 мм на 22 мкм. Для станков, у которых устройство ЧПУ позволяет вводить компенсацию погрешностей ходовых винтов, растяжение винтов можно выполнять без опасения снизить точность станка.

Рис. 2. Опора ходового винта

Иногда операцию дуплексирования подшипников приходится выполнять станкостроительному предприятию или заводу, производящему ремонт станка. Рассмотрим опору винта (рис. 2), в которой используют радиальный шарикоподшипник 5, два упорных роликовых шарикоподшипника 4 и 5 и два радиально-упорных подшипника 6 и 9, натяг в которых создан за счет того, что длина дистанционной втулки 7 меньше на строго определенную величину длины втулки 8.

Рис. 3. Схемы определения натягов при дуплексировании шарикоподшипников

Для облегчения регулировки осевого натяга в опоре между гайкой 13 и опорным буртом втулки установлены тарельчатые пружины 10. Заранее должны быть известны требуемая сила осевого натяга в опоре и величина осадки пружин б под воздействием этой силы. Сборка опоры и регулирование осевого натяга осуществляются следующим образом. В паз ходового винта 1 вставляют два полукольца 2, последовательно надевают на винт подшипники 3 и 4, вводят винт в корпус опоры 14, надевают второй упорный роликовый подшипник 5, упорно-радиальные подшипники 6 и 9 с дистанционными втулками 7 и 8, втулку 11 с тарельчатыми пружинами 10. Не поставленными остаются только кольцо 12 и гайка 13. Легким осевым поджимом ликвидируют осевые зазоры между всеми элементами размерной цепи. Измеряют расстояние между крайними (на рисунке правыми) торцами пружины и втулки 11. К этому размеру а прибавляют 0,5 мм и величину осадки комплекта пружин б, при которой достигается требуемая сила осевого натяга в опоре; получают А = α + δ + 0,5. Торцы кольца 12 шлифуют для получения толщины его, равной А.

При окончательной сборке устанавливают все детали опоры, включая кольцо 12, затягивают гайку 13 до соприкосновения с торцом втулки 11, затем отпускают гайку на четверть оборота, что при шаге резьбы в 2,0 мм отводит ее на 0,5 мм от торца втулки и обеспечивает в опоре требуемый натяг. Гайку стопорят винтом 15. Необходимый предварительный натяг в радиально-упорных подшипниках определяют при установке их с соответствующими посадками на оправки и во втулки. На рис 3 показаны схемы выполнения дуплексирования при различных установках подшипников («спинка к спинке» и «лицом к лицу»), С помощью нагружающего устройства создают осевую нагрузку F, равную выбранному значению силы предварительного натяга. Искомая разница в высотах дистанционных втулок равна возникшей разнице размеров h1 — h2.